(57)【要約】【課題】高電流による高速めっきを行っても、ボイドを生じることなくビアホールを銅めっき充填可能な半導体装置用テープキャリアの製造方法を提供すること。【解決手段】半導体装置用テープキャリアを電流密度の低い第１めっき槽９ａに浸漬してボイドが発生しない程度に第１のめっき層４ｂを形成した後、第１めっき槽９ａに対し電流密度の高い第２めっき槽９ｂに浸漬することにより、ブラインドビアホール１内部に第２のめっき層４ｃを形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁フィルムと、その絶縁フィルムの両面又は片面に形成された銅箔とから成る配線基板にブラインドビアホールを形成した半導体装置用テープキャリアを、電解めっき槽に浸漬させることにより、前記ブラインドビアホール内部にめっき金属を埋め込む半導体装置用テープキャリアの製造方法において、
前記半導体装置用テープキャリアを後記第２めっき槽に対し電流密度の低い第１めっき槽に浸漬してボイドが発生しない程度にブラインドビアホール内部に第１のめっき層を形成した後、第１めっき槽に対し電流密度の高い第２めっき槽に浸漬することにより、前記ブラインドビアホール内部に第２のめっき層を形成することを特徴とする半導体装置用テープキャリアの製造方法。
【請求項２】
前記第１めっき槽のめっき液として、レベリング性に優れた添加剤組成の硫酸銅めっき液を、また第２めっき槽のめっき液として、銅めっき析出促進効果のある添加剤組成のめっき液をそれぞれ使用することを特徴とする請求項１記載の半導体装置用テープキャリアの製造方法。
【請求項３】
前記硫酸銅めっき液として、硫酸銅１００〜３００ｇ／Ｌ、硫酸１０〜１００ｇ／Ｌの組成のものを使用することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置用テープキャリアの製造方法。
【請求項４】
前記第１めっき槽における電流密度が２Ａ／ｄｍ２以下、前記第２めっき槽における電流密度が４Ａ／ｄｍ２以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置用テープキャリアの製造方法。
【請求項５】
前記第１めっき槽における電解めっきが、直流めっき法あるいは周期的逆電流パルスめっき法のいずれかであり、前記第２めっき槽における電解めっきが直流めっき法であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置用テープキャリアの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層プリント配線基板などの半導体装置用テープキャリアの製造方法、特にその微細配線のビアホール（溝の形を含む）の内部を電解法により銅めっきを施してビアホール内をめっき金属で埋め込む、いわゆるビアフィリングめっき方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話やＩＣカードを始めとする情報関連機器等では、小型化、薄型化に加え、高周波数領域での低ノイズ化、高配線密度化が必要であり、そのためポリイミド等の有機絶縁テープ基材の両面に配線層を有する両面配線基板が半導体装置用テープキャリアとして用いられている。
【０００３】
この両面配線基板は、両面の配線を電気的に接続するビアホールと呼ばれる導通用小径穴を有することが特徴である。片面にのみ開口部があるブラインドビアホールでは、その導電化のため片面側からのみ銅めっきを行なう結果となるため、銅めっきを行なった面の銅箔総厚は厚くなるものの、銅めっきを行なわない面の銅箔厚さはどのような厚さでも選択することができ、それにより狭ピッチ配線パターンの形成が容易に、且つ安定して製造可能になる。
【０００４】
上記のように、ポリイミド等のテープ基材の両面に配線層を形成したテープキャリアに代表されるような配線基板の配線層間の導通は、ビアホール内部に導体を形成したビアホールによって行われる。
【０００５】
近年、高密度配線、信頼性向上の観点等からビアホール内を銅めっきで埋めてしまうフィルドビアと呼ばれる方法が注目されている。しかし、これらの配線基板でフィルドビアを形成する場合、ビアホールの直径が小さく、アスペクト比（パターン深さ／開口幅）が高い微細ビアホールに対しては完全な埋め込みが行われず、図２（ｃ）に示すように、ボイドが残存してしまうという問題があった。
【０００６】
ボイドフリー銅めっき法としては次に示すような先行技術が挙げられる。特開２００２−２５６４８４号公報（特許文献１）では、めっき液中に含まれる添加剤を前処理液として使用し、その後の銅めっき工程では前処理液に含まれる添加剤を含まない方法により、レベリング性を良好に確保したボイドフリー銅めっき法を提案している。ここにレベリング性とは、表面平坦度に対する性質を意味し、レベリング性が良いと、基板の表面に凹部があっても、より平坦な表面のメッキ膜を得ることができる。これに対して、レベリング性が悪いと、基板の表面の凹部の形状がそのまま表面に残ったメッキ膜となる。
【０００７】
また、特開平１１−３１５３８５号公報（特許文献２）は、テープキャリアのような配線基板ではなく、半導体基板材料を対象とするものであるが、めっき処理を二段階に分け、初めのめっき処理ではＴｉＮやＴａＮ等のバリア層との密着性に優れた組成のめっき液中に浸漬させて第一めっき処理を行った後、レベリング性に優れた組成の第二のめっき液中に浸漬させて第二めっき処理を行うことを特徴としたボイドフリー銅めっき法を提案している。
【０００８】
また、特開２０００−１７３９４９号公報（特許文献３）は、めっき槽を単槽としたものであり、電流、電圧供給方法の異なる二段階のめっきによるボイドフリー銅めっき法を提案している。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−２５６４８４号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開平１１−３１５３８５号公報
【００１１】
【特許文献３】
特開２０００−１７３９４９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術（特許文献１〜３）はボイドフリーめっきが主目的であり、電気メッキ条件の電流密度は一定である。また、本発明は被めっき物としてテープキャリアを対象とするが、上記従来技術は、被めっき物としてテープキャリアに限定していない。
【００１３】
一方、高速めっきに対応させるには、基板に対し高電流でめっきを行う必要がある。しかしながら、それによってビアホールの開口部付近への電流集中がいっそう高まり、上記従来技術を適用するだけではボイドが発生してしまう恐れがある。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、半導体装置用テープキャリアを被めっき物の対象としたとき、そのテープキャリアへの高速めっき化を主目的とし、高電流による高速めっきを行っても、ボイドを生じることなくビアホールを銅めっき充填可能な半導体装置用テープキャリアの製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。
【００１６】
請求項１の発明に係る半導体装置用テープキャリアの製造方法は、絶縁フィルムと、その絶縁フィルムの両面又は片面に形成された銅箔とから成る配線基板にブラインドビアホールを形成した半導体装置用テープキャリアを、電解めっき槽に浸漬させることにより、前記ブラインドビアホール内部にめっき金属を埋め込む半導体装置用テープキャリアの製造方法において、前記半導体装置用テープキャリアを後記第２めっき槽に対し電流密度の低い第１めっき槽に浸漬してボイドが発生しない程度にブラインドビアホール内部に第１のめっき層を形成した後、第１めっき槽に対し電流密度の高い第２めっき槽に浸漬することにより、前記ブラインドビアホール内部に第２のめっき層を形成することを特徴とする。
【００１７】
本発明の前提となる形態には、両側に配線体を有する基板にビアホールが形成されている形態と、片面にのみ配線体を有する基板にビアホールが形成されている形態が含まれる。また、銅箔が接着剤により基板に設けられている形態と、銅箔が接着剤を介さずに基板に設けられている形態が含まれる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の半導体装置用テープキャリアの製造方法において、前記第１めっき槽のめっき液として、レベリング性に優れた添加剤組成の硫酸銅めっき液を、また第２めっき槽のめっき液として、銅めっき析出促進効果のある添加剤組成のめっき液をそれぞれ使用することを特徴とする。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載の半導体装置用テープキャリアの製造方法において、前記硫酸銅めっき液として、硫酸銅１００〜３００ｇ／Ｌ、硫酸１０〜１００ｇ／Ｌの組成のものを使用することを特徴とする。
【００２０】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置用テープキャリアの製造方法において、前記第１めっき槽における電流密度が２Ａ／ｄｍ２以下、前記第２めっき槽における電流密度が４Ａ／ｄｍ２以上であることを特徴とする。
【００２１】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置用テープキャリアの製造方法において、前記第１めっき槽における電解めっきが、直流めっき法あるいは周期的逆電流パルスめっき法のいずれかであり、前記第２めっき槽における電解めっきが直流めっき法であることを特徴とする。
【００２２】
＜発明の要点＞
本発明の半導体装置用テープキャリアの製造方法は、半導体装置用テープキャリアを第２めっき槽に対し電流密度の低い第１めっき槽に浸漬してボイドが発生しない程度にブラインドビアホール内部に第１のめっき層を形成した後、第１めっき槽に対し電流密度の高い第２めっき槽に浸漬することにより、ブラインドビアホール内部に第２のめっき層を形成するものである。すなわち、本発明は、第１めっき槽では電流密度を下げることによりボイドの出ないめっき析出を行い、次いで大きな電流密度で短時間のうちにメッキ処理を完了して、メッキ全体の処理時間の短縮を計るものである。
【００２３】
従って、本発明は、この第１のめっき層、第２のめっき層を形成する際に、めっき液の組成を特に制限するものではない。また第１のめっき層を形成するために、レベリング性に優れためっき液組成にしなければならないわけではなく、電流を下げることによりボイドの出ないめっき析出を可能とする。逆に、第２のめっき層を形成するために、銅析出促進効果の優れためっき液組成にしなければならないわけでもない。
【００２４】
しかし、本発明の好ましい代表的な形態は、微細化されたビアホールを有するテープキャリアに電解銅めっきを施して該ビアホールに銅を充填する基板のめっきに際して、めっき槽を分割し、前記基板を、該基板のビアホール底部からのレベリング効果に優れた組成の第１のめっき液中にて第１段めっき処理を行った後、銅析出促進効果に優れた組成の第２のめっき液中にて、第１のめっき処理とは異なる電流にて第２段めっき処理を行う形態である。
【００２５】
ここで、第１のめっき液ではビアホールの開口部付近に電流線が集中することによるビア開口部付近に過剰に銅が析出しない程度の電流密度であることが望ましい。また、この電流密度によるめっき時間は、ビアホール底部からボイドが発生しない程度にアスペクト比を下げる程度でよく、その後は高電流密度により銅析出速度を促進させボイドフリーの２段めっき処理を行う。
【００２６】
これにより、第１段めっき処理でビアホールの底部からのめっき析出によりアスペクト比を下げた後、２段めっき処理でこの初期めっき膜の表面にボイドフリーで表面が平坦なめっき膜を形成することが出来る。また、前記第１、第２のめっき液として、硫酸銅めっき液を使用することができる。これら硫酸銅めっき液としては、硫酸銅１００〜３００ｇ／Ｌ、硫酸１０〜１００ｇ／Ｌの組成のものを使用して、本発明の効果を得ることができる。
【００２７】
さらに、第１めっき槽における電流密度は２Ａ／ｄｍ２以下、第２のめっき槽における電流密度は４Ａ／ｄｍ２以上であることが好ましい。第１めっき槽における電流密度が２Ａ／ｄｍ２を越えるとボイドが発生し易くなるためであり、また第２のめっき槽における電流密度が４Ａ／ｄｍ２未満であるとメッキ時間が長くなるためである。
【００２８】
また、第２のめっき槽における電解めっきは直流めっき法によるが、第１めっき槽における電解めっきは、直流めっき法あるいは周期的逆電流パルスめっき法のいずれであってもよい。
【００２９】
なお、ブラインドビアホールでは、片面へのみ銅めっきを行なえば両面の導電化が図れることから、銅めっき時に片面を遮蔽することや、粘着性を有するテープを片面に貼り付ける等の手段を適用することも本発明の範囲内である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。この実施の形態のめっき方法は、テープキャリア基板の表面に銅めっきを施して、ビアホールを銅めっきで充填させるのだが、その工程を図１を参照して説明する。
【００３１】
すなわち、テープキャリア基板として、図１（ａ）に示すように、絶縁フィルム（絶縁層）３と、その絶縁フィルム３の両面に形成された銅箔（銅箔層）２とから成る両面配線基板を用意し、このテープキャリア基板に対し、一方の銅箔２をエッチングした後、これをマスクとしてレーザー加工により、一方の銅箔２及び絶縁フィルム３を貫通し他方の銅箔２の内面に達するビアホール（ブラインドビアホール）１を形成する。
【００３２】
そして、図１（ｂ）に示すように、パラジウム系導通化皮膜を形成した後（ＤＰＳ処理）、無電解、あるいは電解銅めっきのいずれかにより導通化皮膜４ａが形成される。
【００３３】
その後、第１めっき槽に浸漬し、市販のフィルドビア用めっき液にて、第２めっき槽よりも相対的に電流密度の低い条件で電解銅めっき処理を行うことにより、図１（ｃ）に示すように、電解めっき層（初期めっき膜）４ｂを形成し、ブラインドビアホール１の内部を途中まで充填する。
【００３４】
次いで、第１めっき槽よりも相対的に電流密度の高い第２めっき槽に浸漬することにより、図１（ｄ）に示すように、表面に平坦な表面めっき膜が形成されるまで電解めっき層４ｃを形成し、ブラインドビアホール１の内部を完全に充填する。
【００３５】
これによりブラインドビアホール１の内部をボイドの発生なしに短時間のうちに充填することができる。
【００３６】
図２は、比較例として、上記図１のように二段階のメッキ工程（ｃ）（ｄ）に分けることなく、導通化皮膜４ａを付けた後の段階（図２（ｂ））から、表面に平坦な表面めっき膜（電解めっき層４ｃ）が形成される段階（図２（ｃ））までを、一度に銅メッキ処理する従来の方法を示したものである。この方法の場合は、図示するようにボイド５が発生する。
【００３７】
次に、テープキャリア基板のビアホールを銅めっきで充填させる工程を図３、図４、図５を参照して説明する。
【００３８】
図３はメッキ装置を示したもので、巻出しロール６から繰り出されたテープキャリア１１は、前処理槽７、水洗槽８ａ、第１めっき槽９ａ、水洗槽８ｂ、第２めっき槽９ｂ、水洗槽８ｃ、及び乾燥部１０を経て巻き取りロール１２に巻き取られる。
【００３９】
前提となるテープキャリア１１は、図４（ｂ）に示すように導通化皮膜４ａが形成されたものである。すなわち、テープキャリア１１には、図４（ａ）に示すように、一方の銅箔２をエッチングした後、これをマスクとしてレーザー加工により絶縁フィルム３にブラインドビアホール１が形成されている。そして、図４（ｂ）に示すように、パラジウム系導通化皮膜を形成した後（ＤＰＳ処理）、無電解、あるいは電解銅めっきにより導通化皮膜４ａが形成されている。その後、図３のメッキ装置に通すことにより、市販のフィルドビア用めっき液にてめっき処理が行われ、図４（ｃ）（ｄ）に示すように、表面に平坦な表面めっき膜となるまで二段にわけて電解めっき層４ｂ、４ｃが形成される。
【００４０】
しかし上記方法とは異なり、図５（ｂ）に示すように、ＤＰＳ処理により導通化皮膜１３を形成した後、直接市販のフィルドビア用めっき液にてめっき処理を行うことによっても、図５（ｄ）に示すように表面に平坦な表面めっき膜４ｃが形成される。従って、前提となるテープキャリア１１は、図５（ｂ）に示すようにＤＰＳ処理により導通化皮膜１３が形成されたものであってもよい。
【００４１】
図３のメッキ装置による処理は次のようになる。
【００４２】
まず、テープキャリア１１を前処理槽７に導き、一般的な酸性脱脂液、その後硫酸系水溶液により、テープキャリア基板表面の前処理を行う。
【００４３】
次に、これを水洗槽８ａに導き水洗した後、第１めっき槽９ａにてビアフィル用銅めっき液として、硫酸銅濃度１００〜３００ｇ／Ｌ、硫酸濃度１０〜１００ｇ／Ｌ、市販のビアフィル用有機添加剤を使用した。このめっき液にて第１段めっき処理を行い、これによって図４（ｃ）、図５（ｃ）に示すように、ビアホール１の底部から銅が析出させた電解めっき層（初期めっき膜）４ｂを形成させる。この形状までめっき膜を成長させることによって、アスペクト比が低くなり、ボイドの発生を抑制することができる。この第１段めっきにおいて電流密度は、ボイドが発生しない程度に低くする必要がある。
【００４４】
その後、これを水洗槽８ｂに導き水洗した後、第２めっき槽９ｂに導き第２段めっき処理を行う。この第２めっき槽９ｂにおいては、ビアフィル用めっき液として、硫酸銅濃度１００〜３００ｇ／Ｌ、硫酸濃度１０〜１００ｇ／Ｌ、市販のビアフィル用有機添加剤を使用する。このめっき工程では、ボイドの発生が抑制されたアスペクト比を有する電解めっき層４ｂ上に第２段めっき処理を行うことから、この第２段めっきでは第１段めっきよりも高電流密度でめっき処理することが可能となる。
【００４５】
【実施例】
以下、実施例を示すが、銅箔、絶縁層の厚み、ビアフィル用添加剤の種類は限定されるものではない。
【００４６】
（実施例１）
テープキャリア基板として銅箔１８μｍ、絶縁層５０μｍの２メタルテープキャリア基板を用いた。この基板の片面にφ６０μｍのブラインドビアホールを形成し、このビアホールに導通化処理を施し、電解銅めっきにてコンフォーマルめっき層を５μｍ形成させた後、図３のめっき装置で前処理、水洗、銅めっきを行った。
【００４７】
ここに、第１のめっき液組成を示す。
【００４８】
硫酸銅・五水和物            ２００ｇ／Ｌ
硫酸                        ５０ｇ／Ｌ
市販ビアフィル用有機添加剤  ５ｍｌ／Ｌ
塩素                        ５０ｍｇ／Ｌ
また、めっき条件は、以下の通りである。
【００４９】
浴温                        ２５°Ｃ
電流密度                    ２Ａ／ｄｍ２
めっき時間                  １０分
一方、第２のめっき液の組成は、以下の通りである。
【００５０】
硫酸銅・五水和物            ２００ｇ／Ｌ
硫酸                        ５０ｇ／Ｌ
市販ビアフィル用有機添加剤  ５ｍＬ
塩素                        ５０ｍｇ／Ｌ
また、めっき条件は、以下の通りである。
【００５１】
浴温                        ２５℃
電流密度                    ４Ａ／ｄｍ２
めっき時間                  ６分
これにより、図４（ｄ）、図５（ｄ）又は図１（ｃ）に示すように、テープキャリアのビアホールをボイドなく、しかも比較的短時間で埋めることができた。
【００５２】
（実施例２）
上記実施例１と同様のテープキャリアを用いて、銅めっきを行った。以下に第１のめっき液組成を示す。
【００５３】
硫酸銅・五水和物            ２００ｇ／Ｌ
硫酸                        ５０ｇ／Ｌ
市販ビアフィル用有機添加剤  ５ｍｌ／Ｌ＋レベリング性に優れた添加剤０．５ｍｌ／Ｌ
塩素                        ５０ｍｇ／Ｌ
また、めっき条件は、以下の通りである。
【００５４】
浴温                        ２５℃
電流密度                    ２Ａ／ｄｍ２
めっき時間                  ７分
一方、第２のめっき液の組成は、以下の通りである。
【００５５】
硫酸銅・五水和物            ２００ｇ／Ｌ
硫酸                        ５０ｇ／Ｌ
市販ビアフィル用有機添加剤  ５ｍｌ／Ｌ
塩素                        ５０ｍｇ／Ｌ
また、めっき条件は、以下の通りである。
【００５６】
浴温                        ２５℃
電流密度                    ４Ａ／ｄｍ２
めっき時間                  ８分
これにより、図１（ｃ）に示すように、テープキャリアのビアホールをボイドなく、しかも比較的短時間で埋めることができた。
【００５７】
（比較例１）
比較例１として、前記と同様の前処理を施したテープキャリア基板に、前記第１のめっきおよび、第２のめっき処理を電流密度２Ａ／ｄｍ２で合計２３分行ったところ、図４（ｃ）に示すようにビアホールをボイドなく形成することが出来たが、めっき時間が長くなった。この比較例１は、第１メッキ処理および第２メッキ処理の電流密度を同じ２Ａ／ｄｍ２としたものであり、その分だけメッキ処理に時間がかかっていることから、第２メッキ処理の電流密度は４Ａ／ｄｍ２以上でないと高速メッキの効果が望めないことが判る。
【００５８】
（比較例２）
比較例２として、前記と同様の前処理を施したテープキャリア基板に、前記第１のめっきおよび、第２のめっき処理を電流密度４Ａ／ｄｍ２で合計１２分行ったところ、図２（ｃ）に示すようにビアホールの底部でボイドが発生していることが確認された。この比較例２は、第１メッキ処理および第２メッキ処理の電流密度を同じ４Ａ／ｄｍ２としたものであり、ボイドの発生が確認されることから、第１メッキ処理の電流密度は２Ａ／ｄｍ２以下でないと良好なメッキが望めないことが判る。
【００５９】
（比較例３）
比較例２と同様に、前記と同様の前処理を施したテープキャリア基板に、前記第１のめっきおよび第２のめっき処理を電流密度６Ａ／ｄｍ２で合計８分行ったところ、図２（ｃ）に示すようにビアホールの底部でボイドが発生していることが確認された。
【００６０】
＜他の実施例、変形例＞
本発明は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、第１めっき槽では直流めっき法により第１の電解めっき層４ｂを形成したが、第１めっき槽については直流めっき法に限定されるものではなく、レベリング性の高いめっき層を形成することが出来るめっき法としては、周期的逆電流パルスめっき法を用いてもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、第１の電解めっき層４ｂ、第２の電解めっき層４ｃを形成する際に、めっき液の組成を特に制限するものではない。第１の電解めっき層４ｂを形成するために、レベリング性に優れためっき液組成にしなければならないわけではなく、電流を下げることによりボイドの出ないめっき析出を可能とする。逆に、第２の電解めっき層４ｃを形成するために、銅析出促進効果の優れためっき液組成にしなければならないわけでもない。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１段めっき処理において、低電流密度でボイドが発生しない程度にブラインドビアホール内部に第１のめっき層を形成した後、第２段めっき処理において、より電流密度の高い条件で電解めっき層を形成するため、これによりボイドフリーでブラインドビアホール内部を電解めっきにより高速に充填し、表面を平坦にした表面めっき膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置用テープキャリアの製造方法を示した断面図である。
【図２】比較例として従来の半導体装置用テープキャリアの製造方法を示した断面図である。
【図３】本発明の半導体装置用テープキャリアの製造方法に用いためっき装置の概略図である。
【図４】本発明の方法によって製造されるテープキャリア基板の製造工程を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態であるテープキャリア基板の製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ビアホール
２  銅箔（銅箔層）
３  絶縁フィルム（絶縁層）
４ａ  導通化皮膜
４ｂ  電解めっき層（初期めっき膜）
４ｃ  電解めっき層
５  ボイド
９ａ  第１めっき槽
９ｂ  第２めっき槽
１３  導通化皮膜
【図１】
2005019577.tif 000003
【図２】
2005019577.tif 000004
【図３】
2005019577.tif 000005
【図４】
2005019577.tif 000006
【図５】
2005019577.tif 000007